El Trabajo Fin de Grado “Diseño y análisis de viabilidad de una planta de lavado de arenas silíceas para la potabilización de agua” aborda el diseño integral, análisis técnico y viabilidad económica de una instalación destinada a recuperar y lavar arenas procedentes de balsas de lodos de plantas potabilizadoras, con el objetivo de reincorporarlas como medio filtrante en procesos de depuración de agua potable. La propuesta parte de un enfoque de economía circular, en el que un residuo potencial se transforma en recurso valioso, reduciendo la extracción de nuevos áridos y contribuyendo a la sostenibilidad de los recursos hídricos.
El proyecto se estructura desde los estudios previos de viabilidad, ensayos de laboratorio y plantas piloto, hasta el dimensionamiento y balanceo de equipos, incluyendo el cálculo de rendimientos, costes y retornos económicos. La planta se diseña para tratar 120 toneladas/hora, con posibilidad de ampliación, y produce arena lavada de alta calidad (0,1–4 mm) apta para filtros lentos en potabilización, cumpliendo las exigentes normas UNE-EN 12904:2006 en granulometría, bajo contenido en finos, alta dureza y mínima materia orgánica.
En el contexto de la depuración de agua, los filtros de arena son esenciales por su eficacia y bajo coste. No obstante, la arena usada pierde eficacia y, si se desecha sin tratar, genera impactos ambientales y costes elevados. La planta propuesta permite reciclar estas arenas, eliminando materia orgánica y fracciones finas, y produciendo un material que prolonga la vida de los filtros, disminuye la necesidad de extraer y transportar nuevas arenas y reduce el volumen de residuos a vertedero.
Desde el punto de vista medioambiental y social, el proyecto se alinea con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de la Agenda 2030:
ODS 6 (Agua limpia y saneamiento): garantiza la disponibilidad y gestión sostenible del agua mediante la reutilización de arenas en la potabilización, optimizando el consumo hídrico gracias a un circuito cerrado de recirculación.
ODS 9 (Industria, innovación e infraestructura): incorpora tecnologías innovadoras de lavado y clasificación, y mejora infraestructuras de tratamiento de agua con procesos más eficientes.
ODS 12 (Producción y consumo responsables): fomenta la economía circular al transformar un residuo en materia prima útil, minimizando generación de estériles.
ODS 13 (Acción por el clima): reduce la huella de carbono al disminuir la extracción y transporte de nuevas arenas y al optimizar el uso de energía en la planta.
La ingeniería propuesta comprende un proceso por vía húmeda, con etapas de cribado, lavado y eliminación de materia orgánica, así como sistemas de recirculación de agua. Incluye un estudio económico detallado con análisis de CAPEX y OPEX, cálculo de indicadores de rentabilidad (VAN, TIR, payback) y medidas de optimización energética como variadores de frecuencia y posibilidad de integración de energías renovables, asegurando su sostenibilidad técnica y financiera.
Justificación en el ámbito de la Cooperación Internacional para el Desarrollo Humano Sostenible
La propuesta presenta una alta replicabilidad en países en vías de desarrollo, donde el acceso a agua potable segura es un desafío prioritario. El modelo de planta puede adaptarse a contextos con limitaciones económicas y de infraestructura, proporcionando una solución escalable y transferible para comunidades que dependen de la filtración lenta de arena como tecnología de bajo coste y alta eficacia para potabilizar agua.
En muchas regiones con recursos limitados, el coste de arena silícea de calidad y la gestión de residuos de filtración suponen barreras para la expansión de sistemas de depuración. Este proyecto ofrece una alternativa: convertir arenas usadas en nuevo medio filtrante, disminuyendo la dependencia de importación de materias primas y reduciendo el impacto ambiental de los vertidos. Su diseño modular y la posibilidad de incorporar energías renovables lo hacen especialmente atractivo para entornos rurales o periurbanos con infraestructura limitada.
La contribución al desarrollo humano sostenible es clara: mejorar el acceso a agua potable reduce enfermedades de origen hídrico, fortalece la salud pública y permite a las comunidades destinar recursos a educación y desarrollo económico. Además, la formación de personal local en la operación y mantenimiento de la planta fomenta la creación de capacidades técnicas, generando empleo y conocimiento.
En términos de cooperación internacional, el trabajo demuestra que tecnologías mineras y de procesamiento de minerales, combinadas con criterios de sostenibilidad, pueden convertirse en herramientas eficaces para el desarrollo. El diseño considera no solo la eficiencia técnica sino también la viabilidad económica a medio y largo plazo, permitiendo que el modelo sea autosuficiente una vez implantado, sin requerir subsidios continuos.
Asimismo, la planta minimiza el consumo de agua gracias a la recirculación interna, aspecto crucial en zonas con estrés hídrico, y puede integrarse con fuentes de energía renovable, reduciendo costes y emisiones en países con redes eléctricas poco fiables. Todo ello favorece un desarrollo humano que armoniza bienestar social, cuidado ambiental y sostenibilidad económica.
En resumen, este TFG combina innovación tecnológica, sostenibilidad ambiental y enfoque social, ofreciendo una solución replicable para garantizar agua potable mediante la reutilización de arenas silíceas.
El Trabajo Fin de Grado “Diseño y análisis de viabilidad de una planta de lavado de arenas silíceas para la potabilización de agua” aborda el diseño integral, análisis técnico y viabilidad económica de una instalación destinada a recuperar y lavar arenas procedentes de balsas de lodos de plantas potabilizadoras, con el objetivo de reincorporarlas como medio filtrante en procesos de depuración de agua potable. La propuesta parte de un enfoque de economía circular, en el que un residuo potencial se transforma en recurso valioso, reduciendo la extracción de nuevos áridos y contribuyendo a la sostenibilidad de los recursos hídricos.
El proyecto se estructura desde los estudios previos de viabilidad, ensayos de laboratorio y plantas piloto, hasta el dimensionamiento y balanceo de equipos, incluyendo el cálculo de rendimientos, costes y retornos económicos. La planta se diseña para tratar 120 toneladas/hora, con posibilidad de ampliación, y produce arena lavada de alta calidad (0,1–4 mm) apta para filtros lentos en potabilización, cumpliendo las exigentes normas UNE-EN 12904:2006 en granulometría, bajo contenido en finos, alta dureza y mínima materia orgánica.
En el contexto de la depuración de agua, los filtros de arena son esenciales por su eficacia y bajo coste. No obstante, la arena usada pierde eficacia y, si se desecha sin tratar, genera impactos ambientales y costes elevados. La planta propuesta permite reciclar estas arenas, eliminando materia orgánica y fracciones finas, y produciendo un material que prolonga la vida de los filtros, disminuye la necesidad de extraer y transportar nuevas arenas y reduce el volumen de residuos a vertedero.
Desde el punto de vista medioambiental y social, el proyecto se alinea con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de la Agenda 2030:
ODS 6 (Agua limpia y saneamiento): garantiza la disponibilidad y gestión sostenible del agua mediante la reutilización de arenas en la potabilización, optimizando el consumo hídrico gracias a un circuito cerrado de recirculación.
ODS 9 (Industria, innovación e infraestructura): incorpora tecnologías innovadoras de lavado y clasificación, y mejora infraestructuras de tratamiento de agua con procesos más eficientes.
ODS 12 (Producción y consumo responsables): fomenta la economía circular al transformar un residuo en materia prima útil, minimizando generación de estériles.
ODS 13 (Acción por el clima): reduce la huella de carbono al disminuir la extracción y transporte de nuevas arenas y al optimizar el uso de energía en la planta.
La ingeniería propuesta comprende un proceso por vía húmeda, con etapas de cribado, lavado y eliminación de materia orgánica, así como sistemas de recirculación de agua. Incluye un estudio económico detallado con análisis de CAPEX y OPEX, cálculo de indicadores de rentabilidad (VAN, TIR, payback) y medidas de optimización energética como variadores de frecuencia y posibilidad de integración de energías renovables, asegurando su sostenibilidad técnica y financiera.
Justificación en el ámbito de la Cooperación Internacional para el Desarrollo Humano Sostenible
La propuesta presenta una alta replicabilidad en países en vías de desarrollo, donde el acceso a agua potable segura es un desafío prioritario. El modelo de planta puede adaptarse a contextos con limitaciones económicas y de infraestructura, proporcionando una solución escalable y transferible para comunidades que dependen de la filtración lenta de arena como tecnología de bajo coste y alta eficacia para potabilizar agua.
En muchas regiones con recursos limitados, el coste de arena silícea de calidad y la gestión de residuos de filtración suponen barreras para la expansión de sistemas de depuración. Este proyecto ofrece una alternativa: convertir arenas usadas en nuevo medio filtrante, disminuyendo la dependencia de importación de materias primas y reduciendo el impacto ambiental de los vertidos. Su diseño modular y la posibilidad de incorporar energías renovables lo hacen especialmente atractivo para entornos rurales o periurbanos con infraestructura limitada.
La contribución al desarrollo humano sostenible es clara: mejorar el acceso a agua potable reduce enfermedades de origen hídrico, fortalece la salud pública y permite a las comunidades destinar recursos a educación y desarrollo económico. Además, la formación de personal local en la operación y mantenimiento de la planta fomenta la creación de capacidades técnicas, generando empleo y conocimiento.
En términos de cooperación internacional, el trabajo demuestra que tecnologías mineras y de procesamiento de minerales, combinadas con criterios de sostenibilidad, pueden convertirse en herramientas eficaces para el desarrollo. El diseño considera no solo la eficiencia técnica sino también la viabilidad económica a medio y largo plazo, permitiendo que el modelo sea autosuficiente una vez implantado, sin requerir subsidios continuos.
Asimismo, la planta minimiza el consumo de agua gracias a la recirculación interna, aspecto crucial en zonas con estrés hídrico, y puede integrarse con fuentes de energía renovable, reduciendo costes y emisiones en países con redes eléctricas poco fiables. Todo ello favorece un desarrollo humano que armoniza bienestar social, cuidado ambiental y sostenibilidad económica.
En resumen, este TFG combina innovación tecnológica, sostenibilidad ambiental y enfoque social, ofreciendo una solución replicable para garantizar agua potable mediante la reutilización de arenas silíceas. Read More
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